detonatiefront

Detonatiefront is in de gasdynamica en detonatietheorie de kop van een detonatiegolf die zich voortplant door een reactieve menging. Het front fungeert als de grens tussen het ongereageerde gas voor het front en de verbrandingsgas erachter; de voorwaartse schok comprimeert het mengsel en verhoogt de temperatuur zodat chemische reacties snel energie vrijmaken en de golf in stand houden. Het detonatiefront beweegt met een snelheid die vaak hoger is dan de geluidssnelheid in het ongereageerde mengsel (supersonisch ten opzichte van het ongereageerde gas).

In de veelgebruikte Zeldovich–von Neumann–Döring (ZND) beschrijving bestaat een detonatie uit een scherpe schok gevolgd door een relatief dunne reactiezone waarin de chemische omzettingen plaatsvinden. De detonatiesnelheid onder steady-state condities wordt wel de Chapman–Jouguet (CJ) snelheid genoemd: de stroming direct achter het front is dan sonic ten opzichte van het front. Realistische detonaties kunnen schommelingen vertonen en benaderen vaak CJ-condities, hoewel afwijkingen voorkomen door factoren zoals kromming, grenzen en het mengsel.

Detonatiefronten zijn niet uniform: transversale golven kunnen op elkaar inwerken en cellulaire structuren veroorzaken. De snelheid en stabiliteit hangen af van de samenstelling van het mengsel, de druk en de temperatuur, evenals van de geometrie en randvoorwaarden. Practische implicaties komen voor in veiligheid, ontstekingsbeheer en aandrijving, waar begrip van detonatiefronten cruciaal is voor detectie, mitigatie en ontwerp.